板坯调宽过程力能参数的研究

针对压力调宽机的调宽特点,利用大型弹塑性有限元软件Marc强大的非线性功能,建立了板坯调宽过程的数值模型。在不同侧压规程的前提条件下,模拟了不同变形区内轧制力、位移和应变的分布情况,得到了轧制力随时间变化的规律。模拟结果对板坯侧压规程的制定和设备维护有重要的工程意义。     

模块角度对板坯截面形状的影响

基于弹塑性有限元的理论, 利用大型有限元计算软件 MARC建立了板坯定宽的有限元分析模型, 研究了不同模块角度对板坯头尾部和中部狗骨分布的影响。结果表明, 板坯对称有限元模型定宽后, 板坯的头部出现双峰狗骨, 中尾部出现单峰狗骨, 而且狗骨沿长度方向为非连续分布, 采用较小的模块角度有利于狗骨峰值的减小。对于选择和在线控制模块角度有重要指导意义。     

板坯轧制H型钢粗轧异型坯过程的有限元模拟

利用有限元分析软件ANSYS-LSDYNA,对板坯切分法轧制H型钢异型坯进行了有限元模拟。详细介绍了轧制规程、模拟基本参数、有限元模型建立、网格划分。在模拟过程中应用质量放缩、沙漏控制技术,得到了各道次轧件变形结果及轧制力曲线。对轧件的变形和变形区应力、应变场进行深入分析,为轧制大规格H型钢的显式动力学有限元模拟提供了参考。     

热轧定宽机减宽过程对板坯质量的影响

定宽机是热轧带钢生产线的重要设备,其作用是增大热轧工序板坯减宽量,从而采用相同宽度的板坯可以生产不同宽度的产品,提高连铸工序生产效率。在定宽过程中,板坯会产生镰刀弯、头部翘曲、头尾失宽、起拱等质量缺陷,影响后续轧制过程的稳定性。通过采用DEFORM 3D平台进行有限元模型仿真计算,确定了保持板形质量良好条件下的最大减宽量,研究了定宽工艺对头尾失宽量和定宽机设备参数对板坯锻后形状的影响规律。将研究结果应用于生产,避免了减宽过程中板坯缺陷的产生。     

轧制温度对AZ31B镁合金板材边裂和组织的影响

通过热轧实验测试、金相观测和有限元分析,研究了轧制温度对AZ31B镁合金铸轧板边裂和组织的影响,以及板坯辐射散热过程中的温度分布。结果表明:实际轧制温度控制在350~400℃时,有较为理想的成材率和晶粒组织;沿板宽方向,板坯中部温度明显高于边部,致使轧制过程中板坯中部纵向延伸大于边部,边部不均匀变形和中部给予边部的纵向附加拉应力是边裂产生的直接原因;边部裂纹附近伴有明显的孪晶组织。     

板坯定宽压力机

在生产连铸板坏时,为了提高收得率,使板坯的宽度规格比较集中,而通过相应地采用强力立辊轧机(板坯定宽轧机)来改变板坯规格。这种强力立辊轧机的宽度压下量可达150mm,通过可逆轧制,可将板坯宽度尺寸变更达1000mm以上。然而,采用强力立辊轧机所带来的问题是:随着宽度压下量的增加,可逆轧制道次数增加,板坯前后端形成鱼尾状的切头部分大,致使成材率降低。     

SSP定宽压力机定宽过程的有限元分析

利用Solid Works建立板坯定宽几何模型,并在非线性大变形有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA中系统的模拟了板坯定宽全过程,研究了板坯在不同侧压区域的侧压冲击力及应力状态变化规律,对比了相同规格板坯在不同侧压量下及不同规格板坯在相同侧压量下的模拟结果。结果表明:板坯头尾部是非稳定变形区,板坯中部是稳定变形区;板坯侧压冲击力、板坯应力以及截面狗骨高度都随侧压量的增加而增大;板坯厚度与冲击力和狗骨高度成正比,板坯宽度与冲击力和狗骨高度成反比。因此,合理选择侧压量及板坯规格,严格控制冲击力的大小,不仅有利于改善板坯质量、提高设备使用寿命,也为生产现场定制板坯规程提供了参考。     

立辊形状对板坯断面形状的影响

基于弹塑性有限元理论,利用大型有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA,对中厚板生产的立辊轧边变形进行了模拟计算,分析了不同形状立辊对轧后狗骨形状的影响。立轧后板坯头、尾部存在不同程度的失宽,狗骨高度最大值出现在板坯中部,采用孔型立辊或锥形立辊可提高轧制过程的稳定性。     

热轧带钢宽度控制的改进措施

针对首钢京唐钢铁联合有限责任公司2250mm热轧生产线出现的管线钢头尾宽度偏窄、展宽轧制时宽度控制效果不好、立辊短行程参数维护繁琐效率低等问题,采取了将板坯上下表面温差控制在30℃以内、避免叩头板坯在定宽机处出现打滑、优化定宽机与立辊负荷分配、严格控制来料板坯宽度、开发新的立辊短行程维护工具等改进措施,取得了很好的效果。     

摩擦系数对宽厚板轧制宽展影响的数值模拟

采用有限元软件MSC.MARC,建立了宽厚板轧制过程三维热-力耦合有限元模型。利用上述模型对实际宽厚板轧制过程进行模拟,对比模拟宽展和实测宽展,证明了模型的可靠性。通过对4种典型尺寸轧件轧制过程的模拟,得到了摩擦力和摩擦系数在接触弧上的分布规律,以及摩擦系数与轧件边部形状和平均宽展对应的变化规律。结果表明,轧件自由表面处宽展量随摩擦系数的增大而减小,厚度对称面处宽展量随摩擦系数的增大而增大,而轧件的平均宽展量随摩擦系数的增大而减小。当板坯宽度减小、压下量增大时,随摩擦系数增大,平均宽展量减小的趋势更明显。基于以上模拟结果,将摩擦系数对宽展的影响规律引入芝原宽展计算公式,修正后公式计算结果与模拟结果符合较好。     

调宽压力机的侧压力计算

宝钢热轧厂1996年底引进日本IH I制造的调宽压力机(S izing press),用于连铸板坯在线调宽。本文介绍了调宽压力机的工作原理及受力特点,采用有限元法计算了调宽压力机的侧压力,计算结果与实测值吻合,验证了计算方法的正确性。     

Deformation behavior of a slab with width reduction in a hot mill

The deformation of a slab with various width reductions has been investigated using a rigid-plastic finite-element analysis. A commercial finite-element code was used to analyze a dog-bone profile, mean thickness, length of slab, and longitudinal width profile after edging and horizontal rolling. The deformation behavior of a slab in a heavy edger mill was also compared with deformation in a sizing press. It was found that the sizing press followed by horizontal rolling is more efficient in width reduction than deformation by a heavy edger mill followed by horizontal rolling. The finite-element analysis results for the deformation of a slab also show reasonable agreement with measurements from an actual mill test, and from physical modeling experiments.     

A comparative study of slab deformation under heavy width reduction by sizing press and vertical rolling using FE analysis

A detailed comparison between the quality of slabs formed by sizing press and vertical rolling mill is presented. ABAQUS/explicit commercial finite element software with elasto-viscoplastic constitutive model for material is used to study the geometric characteristics and deformation pattern during width reduction in these processes. Finite element models developed for both sizing press and vertical rolling processes are validated by comparing their results with experimental data available in literature. Parametric studies are performed using validated finite element models for sizing press mill to determine the effect of input process parameters such as initial slab width and thickness, width reduction and transfer pitch on the process outputs such as dogbone formation, head and end fishtail profiles, width necking at the leading end of the slab and slab edge quality. Similarly, developed finite element models for vertical rolling are used to investigate the effects of different input parameters on the slab deformation after passing through a vertical rolling stand with the aim of comparing the two width reduction processes. According to the results, benefits and drawbacks of each width reduction method are discussed. The enhancing effect of subsequent horizontal rolling after sizing press and vertical rolling processes on the final slab thickness is also presented.     

定宽机在2 250 mm热轧生产线的应用

随着连铸连轧技术的迅猛发展,定宽机因其具有生产效率高、宽度压下调整范围大等优势,逐渐替代了重型的立辊轧机而在热轧产线得到广泛应用;对定宽机的主要设备结构及工作过程原理进行了简要介绍,并结合定宽机在首钢京唐公司2 250 mm热轧线生产使用过程中遇到的问题,制定了优化解决方案,在实际生产中取得了较好效果。     

板坯调宽过程机构动态特性分析

基于接触动力学的理论,利用数值模拟的手段建立了调宽机含间隙的动力学数学模型,采用定步长四阶Runge-Kutta数值积分的方法,详细研究了运动副内间隙对接触力的影响规律。研究结果表明,调宽机在空载和工作两种状态下,同步机构各构件间的运动副内接触力变化不大,侧压机构主要承受了板坯变形产生的轧制力。该研究成果对于调宽机内部运动副间隙的在线控制和关键构件的受力分析,提供了精确的边界条件,同时对于改善调宽机的动态特性和其后期的改造,具有重要的参考价值。     

调宽压力机—热轧板带调宽技术的新进展

本文介绍了国外开发的新型板坯调宽压力机的结构特点、主要参数及在热轧带钢轧机粗轧机组的应用。     

定宽机加工及装配中的质量控制

介绍了定宽压力机加工过程及装配调试过程的质量控制方法及主要检测指标。通过严格执行质量控制措施,保证了产品质量。